基于表面构型的二次电子发射及微放电特性研究

针对航天有效载荷微波部件频发的微放电现象,采用微陷阱表面构型来抑制微波材料表面的二次电子发射,从而达到微放电抑制效果。通过硅基材料的表面刻蚀和金属Ag的表面溅射获得规整的金属表面微陷阱结构,将表面处理过的金属样品在二次电子发射平台的电子枪20~4 000 e V照射下,采用电流法获得金属微陷阱表面的二次电子产额曲线及抑制特性。此外,通过将表面出射的二次电子分为弹性背散射电子、非弹性背散射电子和本征二次电子,并跟踪电子在陷阱结构内的级联再入射过程,建立表面圆柱孔和矩形槽微陷阱表面的二次电子发射数值模型,模拟结果与测试结果能很好吻合。采用数值模拟的方法构造不同深宽比的微陷阱结构表面,最大二次电子产额、第一交叉能量以及微放电品质因子的变化规律。研究结果表明:陷阱结构的侧壁遮挡效果能有效抑制二次电子从表面发射,并且深宽比越大的表面陷阱结构抑制效果更强,而在相同深宽比情况下,圆柱孔陷阱结构比矩形槽陷阱结构对二次电子的抑制效果更好,此外,陷阱结构的深宽比不仅能使得最大二次电子产额减小、第一交叉能量增大,还会近线性地增大材料的微放电品质因子F。     

低真空SEM影响二次电子图像分辨率的研究

低真空二次电子图像是在有空气存在的条件下对于没有事先处理过的样品拍摄得到的,小低真空气压一般能达到150MPa左右。当有气体存在时,样品发射出来的电子相互碰撞产生的离子和漂向样品表面的气体分子共同作用抑制电荷形成,因而可以更好地得到一些不能喷涂、不导电的一些样品的表面信息。本文从电子束能量、不同气压条件、电荷诱导等方面来研究低真空二次电子图像的分辨率。     

基于Web的微波器件协同设计系统研究

针对协同设计过程中的冲突产生,提出了实用的协同设计基本原则。并结合微波器件的设计特点,设计出基于Web的协同设计系统,包括用户功能设计、冲突消解设计和数据库设计等。     

基于功能原理的微器件方案设计方法研究

针对微器件设计方法中的功能原理方案设计问题，提出了通过设计目录寻找子功能原理解，并通过原理解的组合形成设计方案的方法。基于功能效应原理解之间的映射关系建立了微器件的设计目录库。在把用户需求转化成系统总功能后，对总功能进行分解，利用微器件设计目录对子功能求解，由功能原理间的映射综合获得微器件的原理方案。通过原型系统的开发和实例验证，该方法对微器件的概念设计起到了指导作用。     

基于第一性原理对尖晶石结构LiMn2O4正极材料和相关化合物进行理论研究

与大多数的锂电池正极材料相比,晶尖石结构LiMn2O4正极材料价格便宜、工作电压高、稳定性能好和安全性能高.但是,其在充电过程中电池的容量快速衰减、对高温很敏感和易发生不良的化学反应,因此在极大范围内阻碍了其大规模的商业化发展.为了进一步改善LiMn2O4正极材料的循环稳定性以满足市场需求,正确了解微观结构原子性能至关...     

基于BP神经网络的齿轮计算应力修正系数计算研究

由于动载系数和齿形系数计算繁复 ,给齿轮计算应力的求解带来不便。本文提出了使用 BP神经网络映射齿轮动载系数和复合齿形系数的近似算法 ,以便减少其计算规模 ,提高齿轮计算应力的求解效率。其映射结果表明使用该方法求出的动载系数和复合齿形系数是可行的和高效的     

基于声发射原理的矿井掘进机故障诊断技术研究

针对在我国各大矿区广泛应用的EBZ160悬臂式掘进机,基于声发射原理及技术,设计一套掘进机故障诊断声发射检测系统,获得各种故障的声发射数据样本,同时借助小波神经网络的迭代收敛性质,对故障数据样本的精确度进行验证,正确率较高,能够较好地应用于井下掘进机的故障诊断.     

基于第一性原理的高压下TiAl结构、力学性能及热力学性质研究

采用第一性原理计算方法,研究了压力与温度对TiAl合金结构、力学性能与热力学性质的影响.结果显示,随着外加压力的增加,TiAl体积比降低. 计算了不同压力下TiAl的弹性常数Cij , 所有Cij均力学稳定性判据, 表明不同压力下的模拟结果均满足力学稳定性条件. 通过弹性常数, 计算了体模量与剪切模量, 发现在0 Gpa下的计算值与文献值相吻合,表明计算的准确性. 体模量与剪切模量可以用来反映材料抵抗变形能力, 随着压力的增加, 其数值增加, 表明材料抵抗变形能力得到提升. 由B/G发现, 当压力在10-20 Gpa之间时, TiAl由脆性材料转变为延性材料. 借助准谐德拜模型, 研究了当温度在0-1 000 K、 压力在0-50 Gpa下压力与温度对TiAl体模量、 德拜温度、 线膨胀系数以及热容的影响, 这有助于研究温度与压力对热力学参数的影响. 最后, 研究了不同压力下TiAl的电子结构, 随着压力的增加, 材料的态密度强度降低, Ti原子成键相互作用减弱, Al原子成键相互作用增强, 材料的延性得到提升.     

基于盘古工业互联网平台的微波器件精益制造执行系统的研究

微波器件的快速发展使得无线通讯的频段逐步提高,然而传统的机械制造模式加工周期长、成本高、工艺复杂,甚至难以成形。微波器件属于典型的离散型制造模式,为了对其生产过程进行有效管理和控制,提高生产质量和效率,本研究将盘古(Pangoo)工业互联网平台应用到微波器件的生产制造中,并且提出了微波器件的精益制造执行系统(LMES)的建设方案。研究表明,该方案能够加强企业的生产流程再造,缩短生产周期、加快交付速度、提升产品质量、降低生产成本,进而更好地进行竞争和占领更多的市场份额。     

基于第一性原理的镍/碳化钨复合钎涂层界面分析

镍/碳化钨复合涂层具有高硬度、高耐磨性、低摩擦因数等优点,已在农业机械、磨料磨具、新能源领域广泛应用。为此,采用第一性原理密度泛函理论研究工程机械用镍/碳化钨复合钎涂层Ni(111)/WC(0001)界面和Ni(111)/W₂C(0001)界面行为,讨论碳化钨增强镍基复合钎涂层中W₂C相对耐磨涂层性能的影响规律。第一性原理计算结果表明,选取5层Ni(111)表面、9层WC(0001)表面和9层W₂C(0001)表面代替块体特征,在6种堆叠方式中,Ni(111)/WC(0001)界面C终端B位置堆叠黏附功最高为7.42 J/m2,即界面结合强度最高;系统分析不同界面电子结构发现,镍原子更倾向与碳原子结合成键,Ni-C之间主要为离子键特性,界面镍原子金属键性质比非界面镍原子大幅减弱,复合涂层界面应严格控制W₂C相生成。可为高耐磨高硬高强复合涂层的制造生产提供理论依据。     

基于第一性原理的碳化铬陶瓷颗粒形貌预测及验证分析

采用激光熔覆技术制备碳化铬增强Ni60复合涂层,并对其生长形貌与生长机制进行研究和验证。基于第一性原理在Materials Studio(8.0)软件中对碳化铬晶体的生长形貌进行了预测,对Ni基相及Cr₃C₂陶瓷相的界面结合特性进行了仿真分析,对碳化铬陶瓷相的生长机制进行了研究,并通过熔覆实验对仿真结果进行了验证。实验验证时在Ni60粉末中添加一定含量的C粉及Cr粉,进行球磨作为涂层粉末,采用激光熔覆技术在H13钢表面原位生成碳化铬镍基复合涂层,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对涂层的物相和显微组织进行分析,采用维氏硬度计对涂层的显微硬度进行测试。研究结果表明,碳化铬生成相形貌主要为四边形、六边形以及其他不规则形貌,与仿真结果中形貌预测的结果一致。涂层平均显微硬度达到700 HV,是基体硬度的3倍。四边形碳化铬主要为Cr₃C₂,六边形碳化铬以Cr₇C₃为主,不规则形碳化铬为Cr₇C₃和Cr_...     

基于低相干光干涉原理的眼轴测量研究

眼轴长度测量的精确度对近视防控及白内障患者术后视力恢复治疗等具有重要意义。本文介绍一种非接触光学测量技术,利用低相干光干涉原理研究相比传统测量及其他光学测量的新的系统,通过两路回光产生的干涉,达到无接触、精度更高的测量,达到20μm的误差,并进行模拟眼重复性测试,与现有IOL Master进行多组数据对比,验证其良好的准确性与精确度。     

基于小波系数统计特征的光学元件粗糙度声发射监测研究

表面粗糙度是光学元件表面质量的重要评价指标之一。传统的粗糙度检测方法大多采用离线方法,无法实现在线表征。为此讨论了一种基于声发射检测技术的表面粗糙度监测方法,利用改进的表面粗糙度检测装置,采集不同粗糙度下声发射信号;由于传统方法存在一定的局限性,因此提出了基于小波分解系数有效值统计特征的表面粗糙度监测方法,通过对摩擦抛光的声发射信号进行特征提取,来辨识粗糙度。研究结果表明,利用该方法所提取出的特征可以对表面粗糙度进行有效区分,验证了其是光学元件表面粗糙度声发射监测的有效方法。     

基于Bolawrap发射原理的高空轻生救援装置

以美国公司开发的一款Bolawrap装置为基础,通过对警察用于抓捕逃犯的警用装备进行创新设计,将其应用于高空轻生案例的辅助救援中。同时延用Bolawrap装置实现对人体目标进行快速捆绑约束,并在此基础上为装置增设了瞬时回拉约束功能,以帮助高空轻生者脱离危险,为高效救援带来更多的可能。实验结果表明：在距离轻生者3 m～6 m的范围内,该装置可以实现对人体目标进行快速捆绑和瞬时回拉约束的功能,能够在高空跳楼轻生案例中起到辅助作用,帮助解决靠近难、救援主动权差的问题。     

一种计算低比转速离心泵加大系数的方法

依据离心泵叶轮出口宽度、比转速的计算式推导得出了计算低比转速离心泵流量、扬程及比转速放大系数的计算公式,公式体现了放大系数和叶轮水力参数间的关系。提出了建立在离心泵性能预测基础上的理论计算低比转速离心泵最佳流量、扬程及比转速放大系数的方法,解决了泵行业一直依据经验统计值确定其放大系数不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明:提出的方法能够提高低比转速离心泵在设计工况点的效率,充实了低比转速离心泵的设计理论。     

基于工序相似系数的工时计算方法

针对现代生产环境下的顾客需求个性化、产品多样性、订单交货期短等特点,研究了该环境下工时的确定问题。从加工工序层面出发,提出一种基于工序相似系数的计算工时的新方法。综合考虑各种因素,构造影响工序相似性的评价指标体系,并引入层次分析法对专家的评价结果进行分析。通过构建隶属函数计算样本工序与基准工序的相似系数。基于企业成熟的数据库基础和历史工时数据,引入编码技术实现工时的快速查询,通过MATLAB确定工序工时和工序相似系数的关系函数,计算工序工时,进而获得零件总工时。通过与模特法的对比试验证明了该算法的有效性和可行性。     

基于表面金属结构的太赫兹超材料吸波器件研究

由于局限于微纳加工技术以及本身的响应特性,现有超材料吸波器件仅能实现对单一频率或窄频带的完美吸收,针对这一问题,提出了一种新型超材料太赫兹宽带吸波器件.利用将十字结构与谐振环结构两种不同的表面金属结构进行组合的方法,扩展了吸波频带宽度和提高了吸收率,并使其具备了极化模式和入射角度不敏感的优点;同时对吸波器件工作机理进行...     

基于实例和设计目录的微器件原理方案设计

提出了将设计目录与基于实例的推理技术相结合的策略,解决了微器件的原理方案设计问题。建立了基于网络的微器件设计目录和实例库,讨论了实例表达、实例检索模型及相似实例检索算法等关键技术。采用多目标模糊综合评价方法进行了方案评价,采用基于框架的方案变换策略进行了方案的修演。开发了软件原型系统,并以微传感器的设计为例,对系统进行了验证。     

海洋吊机动载系数的计算研究

动载系数是海洋吊机设计计算的一个关键参数,其数值的合理性对吊机结构非常重要。以30t将军柱式吊机为例,应用ANSYS软件建立了吊机的有限元模型,确定出吊机不同工作半径下的刚度,然后依据海洋吊机规范API2C,计算了海洋吊机动载系数。